Como as câmeras com obturador global podem aprimorar os sistemas de visão robótica

Câmera com obturador global e lente ultra grande angular.

Em qualquer sistema de visão robótica, o sensor tende a ser o coração da câmera. Geralmente, os dois tipos de sensores são o Dispositivo de Carga Acoplada (CCD) e o Semicondutor de Óxido Metálico Complementar (CMOS). No que diz respeito à velocidade, os sensores com tecnologia CMOS...câmeras de obturador globalPode ler até 100 vezes mais rápido que um CCD!

Cada um desses sensores possui duas variantes: obturador rolante ou obturador global. Isso levanta questões como "Qual a diferença entre sensores de imagem com obturador rolante e obturador global em um sistema de visão?" ou "Qual deles é melhor para sistemas de visão robótica?".

Antes de tirarmos qualquer conclusão precipitada, vamos primeiro discutir em detalhes as diferenças entre sensores de imagem com obturador eletrônico (rolling shutter) e com obturador global (global shutter).

Diferença entre sensores de imagem com obturador rolante e obturador global

Perfurador de vidro:Um sensor de imagem com obturador rolante expõe diferentes linhas da matriz em momentos diferentes, à medida que a onda de leitura percorre o sensor.

Obturador global:Um sensor de imagem com obturador global permite que todos os pixels acumulem carga durante a exposição, que começa e termina simultaneamente. Ao final do tempo de exposição, a carga é lida simultaneamente.

Qual é a lente mais adequada para visão robótica: obturador rolante ou obturador global?

Muitas aplicações robóticas modernas dependem da tecnologia de visão para realizar tarefas. Por exemplo, a tecnologia de visão auxilia na seleção e posicionamento de diferentes objetos, no manuseio de múltiplos objetos que chegam ao local de trabalho em diferentes orientações ou em trocas rápidas entre objetos.

Portanto, é evidente que o sensor de obturador global é melhor, pois captura as imagens em um único instante. Não há necessidade de rolagem ou varredura, como ocorreria ao capturar imagens com o obturador eletrônico. Consequentemente, com o sensor de obturador global, não há possibilidade de desfoque, distorção ou distorção espacial nas imagens capturadas.

É importante notar também que os sensores com obturador global terão um formato de imagem maior, o que leva a projetos de circuitos mais complexos. Consequentemente, isso aumentará o custo total da câmera. No entanto, o obturador global aprimora o sistema de visão dos robôs, proporcionando uma taxa de quadros mais alta, melhor resolução, etc.

Fatores que influenciam as câmeras com obturador global na visão robótica.

Vamos analisar alguns dos fatores que influenciam.câmeras de obturador globalpara aprimorar sistemas de visão robótica.

• Taxas de quadros mais altas – As câmeras com obturador global capturam imagens em uma alta taxa de quadros, o que ajuda a minimizar a distorção entre quadros e reduzir o desfoque de movimento ao capturar objetos em movimento rápido. Além disso, elas conseguem extrair detalhes nítidos da cena com facilidade.

• Maior resolução – As câmeras com obturador global oferecem um amplo campo de visão (FOV) e pixels pequenos. Isso as ajuda a manter imagens de alta resolução.

• Maior eficiência – As câmeras com obturador global capturam informações precisas de objetos em movimento em alta velocidade. Elas permitem que as linhas de produção operem mais rapidamente e com maior eficiência.

• Consumo de energia reduzido – As câmeras com obturador global eliminam artefatos de movimento e problemas de desfoque. Elas oferecem alta eficiência quântica e excelente sensibilidade ao infravermelho próximo (NIR), o que reduz o consumo de energia e prolonga a vida útil da bateria.

Aplicação de câmeras com obturador global em visão robótica

A implementação de obturadores globais em câmeras pode levar tempo, mas proporciona maior resolução com altas taxas de quadros. Os obturadores globais são perfeitos para aplicações em que níveis ligeiramente mais altos de ruído de leitura não afetam a precisão ou a confiabilidade da imagem, já que a exposição e a leitura simultâneas não criam distorção na imagem ao capturar objetos em movimento rápido.

As altas taxas de quadros, a resolução e o desempenho dos sensores de obturador global os tornam ideais para aplicações como visão computacional de ponta, aplicações aéreas, automação industrial, robôs de armazém e muito mais. Vejamos as principais aplicações das câmeras de obturador global em visão robótica.

• Imagens aéreas – O uso de sensores de obturador rolante em drones causa distorção na imagem. Isso ocorre porque, durante a captura de imagens, a posição do obturador se move durante o tempo de exposição. Essa distorção influencia o nível de precisão. Já no obturador global, todos os pixels iniciam e param a exposição simultaneamente, o que resolve completamente esse problema. Assim, o drone terá menos restrições de velocidade e movimento, produzindo imagens sem distorção.

• Visão Computacional de Alta Qualidade – O uso de soluções CMOS com obturador global é ideal para aplicações de visão computacional de alta qualidade. Algumas de suas vantagens competitivas incluem alta resolução, obturador global e altas taxas de quadros. A alta resolução das câmeras com obturador global permite aumentar a área total de inspeção ou selecionar detalhes mais visíveis. Comparado a outros sensores, o obturador global proporciona um ganho de até 12 vezes em área ou detalhes!

• Robôs de Armazém – O sensor de obturador global facilita a leitura de códigos de barras com precisão. Ele torna a detecção de objetos simples e precisa. Ao permitir medições de volume 3D, eles podem capturar rapidamente imagens precisas de objetos em movimento rápido ou distantes, consumindo muito pouca energia e sem qualquer desfoque de movimento.

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